Почвенные режимы

Тепловой режим

Тепловой режим лесных почв европейской части России в основном благоприятный. Почвы длительный период (апрель — декабрь) имеют положительные температуры по всему профилю. Замерзание их начинается с декабря, а иногда даже с января и охватывает слой до глубины 50—70 см. К началу полевых работ (апрель) почвы целиком оттаивают. В отдельные годы в центральных и западных провинциях зимой наблюдается периодическое оттаивание и замерзание верхнего слоя почвы, что может вызвать значительное выпадение клеверов и озимой пшеницы.

Серые лесные почвы этих территорий относятся по теплообеспеченности к фациальным подтипам теплых промерзающих (Молдавия, Предкавказье) и умеренно тепловых промерзающих (Украина, центральные провинции, Заволжье).

Существенно отличается тепловой режим почв сибирских провинций, где развиты фациальные подтипы умеренные длительно промерзающие (Западная Сибирь), умеренно холодные длительно промерзающие (Средняя Сибирь) и холодные длительно промерзающие (Забайкалье).

Меньший снеговой покров, суровые морозы длительных зим приводят к глубокому промерзанию почв и медленному их оттаиванию. К началу полевых работ (май) нижние горизонты еще сохраняют отрицательные температуры; здесь часто наблюдаются поздние весенние и раннеосенние заморозки. В Забайкалье почвы ежегодно промерзают до горизонта многолетней мерзлоты (3,5—4 м), которая здесь распространена повсеместно.

Воздушный режим

Воздушный режим почвы — это совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, его передвижения в почве и расхода, а также явлений обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потребления и выделения отдельных газов живым населением почвы. Все эти явления находят отражение в изменении содержания и состава почвенного воздуха во времени.

Во всех почвах состав почвенного воздуха подвержен постепенным изменениям в течение года, причем на глубине 4–5 м еще отмечаются колебания в составе воздуха, хотя и более слабые, чем в пределах верхней толщи.

В серых лесных суглинистых почвах, не подверженных избыточному увлажнению, концентрация СO₂ (в %) в слое 0—50 см обычно колеблется от 0,2 до 3,0, в слое 100—200 см — от 1,2 до 3,4, в более глубоких слоях — от 1,5 до 4—5. Большое влияние на абсолютное содержание диоксида углерода оказывает характер растительности (рис. 76). По данным Б. Н. Макарова (1966), максимально оно было под пологом смешанного леса, более низким в почве под люцерной, еще ниже в почве, засеянной зерновыми, и наиболее низким в почве чистого пара. Так, в почве под люцерной на глубине 15 см в среднем содержалось 1% СO₂, на глубине 30 см— 1,5% СO₂, под паром — соответственно 0,2 и 0,3%.

Водный режим

В серых лесных почвах преобладает периодически промывной тип водного режима. Легкие почвы в районах повышенного увлажнения (Украинская лесостепь) могут иметь промывной водный режим. Обычно осенние осадки увлажняют лишь слой почвы до глубины 50 см. Наиболее глубокое промачивание происходит в период весеннего снеготаяния. Поэтому глубина промачивания в большей мере зависит от мощности снегового покрова и размеров поверхностного стока талых вод. Расход влаги в районах с пересеченным рельефом за счет поверхностного стока может достигать 20%. Максимальный расход влаги летом охватывает толщу почвогрунта до 1 м. Поэтому важное значение имеют летние осадки, увлажняющие главным образом пахотный слой почвы. Под однолетними сельскохозяйственными культурами используется часть влаги и во втором метре. В нижележащих слоях почвогрунта на пашне влажность обычно близка к НВ. Многолетние травы (люцерна) усваивают влагу до глубины 4 м и более.

Иначе складывается водный режим серых лесных почв под лесом. Здесь за счет накопления снега значительно больше поступает влаги весной. Однако из-за более интенсивного ее потребления и развития глубокой корневой системы почвогрунты под лесом за вегетационный период иссушаются до глубины 4—5 м и более. Поэтому на участках под лесом периодически промывной режим наблюдается реже, чем на пашне.

В целинных серых суглинистых и глинистых почвах под лесом преобладает периодически промывной тип водного режима, в легких по гранулометрическому составу — промывной. При распашке целинных лесных серых почв их водный режим изменяется. Промывание пахотных почв талой и дождевой водой происходит неежегодно. Серые почвы, залегающие на нижних частях малодренированных склонов, в весеннее и осеннее время переувлажняются, в результате сокращается продолжительность вегетационного периода растений [Ковриго].

Питательный режим

По условиям питательного режима в лучшую сторону выделяются темно-серые почвы, отличающиеся более высоким природным плодородием — большими запасами гумуса, азота, фосфора. Содержание общего азота тесно связано со степенью гумусированности почв и в верхнем горизонте у светло-серых почв колеблется от 0,1 до 0,25 %, у серых — от 0,15 до 0,3 % и у темно-серых — от 0,2 до 0,4 %.

Общие запасы фосфора в значительной мере определяются механическим и минералогическим составом почв, степенью их гумусированности. Для одних и тех же районов они больше у темно-серых почв.

Содержание подвижных форм питательных веществ сильно зависит от степени окультуренности почв и систематического применения удобрений.

Как общую закономерность можно отметить более высокое содержание гидролизуемого азота и лучшую нитрификационную способность у темно-серых почв. Особенно бедны подвижными формами азота светло-серые почвы. Содержание подвижного фосфора связано со степенью окультуренности почв. Систематическое унавоживание повышает количество подвижных фосфатов. Повышенным содержанием подвижного фосфора выделяются остаточно-карбонатные почвы.

Распределение микроэлементов и их содержание по профилю светло-серых и серых почв такие же, как и в дерново-подзолистых почвах: в гумусовом и иллювиальном горизонтах наблюдается увеличение валового содержания Zn, Сu и Со, а оподзоленные горизонты обеднены ими. У темно-серых почв такой четкой закономерности нет [Кауричев]

Под лесом в серых лесных почвах процесс нитрификации подавлен. Распашка лесных почв и окультуривание приводят к заметной активизации нитрификационных процессов, что способствует улучшению азотного режима почв и питания растений азотом. Содержание в почвах нитратного азота имеет выраженную сезонную динамику; в европейской части зоны серых лесных почв весной и осенью процессы нитрификации протекают слабо, в июле — наиболее активно. Динамика развития нитрификационных процессов имеет провинциальные особенности.

В серых лесных почвах довольно хорошо выражена динамика подвижного фосфора с нарастанием его количества во второй половине лета, динамичность обменного калия выражена слабее. После освоения лесных почв под пашню содержание доступного фосфора и калия в верхних гумусовых (А_п) горизонтах возрастает, но степень их подвижности изменяется медленно.

В течение теплого периода года в результате развития биологических, химических и других процессов в пахотных почвах, а также питания растений происходят изменения их физико-химических показателей. В середине лета обменная и гидролитическая кислотность возрастает, сумма обменных оснований и степень насыщенности почв основаниями уменьшаются.

В течение лета наблюдается отчетливая динамика микробиологических и ферментативных процессов в пахотных почвах с нарастанием их активности к концу июля, что способствует улучшению пищевого режима почв. Повышение микробиологической и ферментативной активности почв к концу июля сочетается с возрастанием в это время концентрации диоксида углерода в почвенном воздухе, содержания нитратов и доступного фосфора, с ускорением процессов разложения клетчатки и накоплением в почвах аминокислот. По мере окультуривания серых почв микробиологическая активность и интенсивность биокаталитических реакций в пахотном слое возрастают.

Новообразования - скопления разнообразных веществ, выделившихся в результате почвообразовательного процесса на поверхности твердых частиц почвы или в порах и пустотах между ними. Они резко отличаются от массы почвы по цвету и химическому составу.

Различают новообразования химического и биологического происхождения.

Химические новообразования: легкорастворимые соли(NaCl, MgCl2, CaCl2) – белого цвета, встречаются в виде выцветов и корочки на поверхности почвы или в форме налетов, прожилок, крупинок в толще профиля. Характерны для группы засоленных почв (солончаков и солонцов);

CaSО4·2Н2О – белого и желтоватого цвета, встречается в виде отдельных прожилок, скоплений кристаллов в тонких или более крупных порах и пустотах почвенной толщи; СаСО3 – белого цвета, встречается в очень разнообразных формах в толще профиля, где заполняет как тонкие поры, так и более крупные пустоты; гидроксиды железа(III), алюминия, марганца в комплексе с органическими веществами и соединениями фосфора – ржаво-бурого, охристого, кофейного или черного цвета; соединения двухвалентного железа FeCO3 – голубоватого, сизоватого или зеленоватого цвета, образуют расплывчатые пятна и выцветы в профиле болотных и заболоченных почв. На свежих образцах распознаются легко. В сухих образцах исчезают, так как соединения двухвалентного железа на воздухе окисляются и приобретают бурую окраску; кремнезем SiO2 – беловатого цвета, образует присыпку (налет) на поверхности структурных отдельностей; гумусовые вещества– черного или темно-бурого цвета, образуют натеки, корочки и пятна на поверхности структурных отдельностей, придавая последним глянцевитый вид. Встречаются в средней части профиля подзолистых и солонцеватых почв, солонцов.

Биологические новообразования: копролиты– экскременты червей и личинок насекомых, состоящие из частиц почвы, прошедших через пищеварительный тракт последних и пропитанных выделениями клеточных стенок кишечника. Встречаются в виде хорошо склеенных водопрочных комочков почвы в пустотах, проделанных ходами животных, и на поверхности почвы; кротовины– ходы землероев, засыпанные массой почвы; корневины – следы сгнивших крупных древесных корней; червоточины – извилистые ходы – канальцы червей; дендриты – отпечатки мелких корешков на поверхности структурных отдельностей в виде прихотливо извивающегося узора.

При изучении новообразований необходимо определить их состав и форму, для чего нужно тщательно рассмотреть исследуемый образец невооруженным глазом и в лупу, осторожно разламывая структурные отдельности и растирая между пальцами рыхлую массу почвы. Для определения химического состава новообразований белого цвета (легкорастворимые соли, гипс, карбонат кальция) делают ряд качественных реакций.

12. Основные типы почв и их географическое распределение.

Почвенный покров суши делится на

· почвенно-климатические пояса

· почвенно-биоклиматические области. Почвенно-биоклиматичекие области характеризуются общностью климата, растительности, почвенного покрова и типов земледелия. Они рассматриваются как основные единицы агропочвенного районирования суши.

Впервые составил почвенную карту В. В. Докучаев в 1899 г. почвенных зон северного полушария). Более детальная почвенная карта северного и южного полушариев была составлена К. Д. Глинкой в 1915 г. Свой вклад в мировую картографию почв внесли: Л. И. Прасолов (1937 г.), Д. Г. Виленский (1948 г.).

Агропочвенные области сгруппированы по термическим условиям (отражает термический режим почв, определяющий условия превращения органических веществ и минеральных веществ при почвообразовании) и по условиям атмосферного увлажнения (связь с водным режимом, рН и окислительно-восстановительным потенциалом почв).

Из площади суши на равнинные территории приходится примерно 77 %, и на горные – 23 %. Очень мало данных для характеристики почвенного покрова гор. Формирование и распределение почв в горных районах подчиняются закону вертикальной зональности, установленному В. В. Докучаевым: под вертикальной зональностью следует понимать смену почв с высотой местности, что связано с изменением климата и растительности. Может быть инверсия – последовательная смена почв нарушается, обратное залегание почв; миграция – одна почвенная зона внедряется в другую; интерференция – совсем выпадают отдельные почвенные зоны.

Некоторые особенности вертикальной поясности: климат с более низкой температурой, большее количество осадков, повышенная влажность воздуха, большая солнечная радиация. Рельеф чрезвычайно расчленен → пестрота и разнообразие почвенного покрова. Большое значение имеет солярная (водный и тепловой режим) и ветровая экспозиция склонов → формируются различные почвы, так как изменяются биогидротермические условия на различных высотах и экспозициях.

Распределение равнинных территорий суши по почвенно-климатическим поясам: почвы тропического пояса – 48 %; субтропического пояса – 18 %; суббореального пояса – 15 %; бореального – 15 %; полярного – 5 %.